[发明专利]一种乙酰丙酮铬聚合物太阳电池阳极修饰材料无效

申请号：	201310198695.4	申请日：	2013-05-24
公开（公告）号：	CN103325946A	公开（公告）日：	2013-09-25
发明（设计）人：	谭占鳌;屠逍鹤;李玮;王福芝	申请（专利权）人：	华北电力大学
主分类号：	H01L51/44	分类号：	H01L51/44;H01L51/46
代理公司：	北京众合诚成知识产权代理有限公司 11246	代理人：	陈波
地址：	102206 ***	国省代码：	北京;11
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摘要：
搜索关键词：	一种乙酰丙酮聚合物太阳电池阳极修饰材料
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【说明书】：

技术领域

本发明属于太阳能电池材料领域，具体涉及到一种乙酰丙酮铬阳极修饰材料。

背景技术

随着常规能源的有限性及环保压力的增加，诸多国家掀起了开发和利用新能源的热潮。太阳电池作为一种可再生清洁能源的重要利用方式之一，在全球范围内得到快速的发展。聚合物太阳电池具有成本低（仅为无机太阳电池的10% - 20%）、重量轻、制作工艺简单（可采用简便的溶液旋涂、喷墨打印等方法加工）、可制备成大面积柔性器件等突出优点而备受关注。另外有机材料种类繁多、可设计性强，有希望通过材料的设计和器件结构的优化来提高太阳电池的性能。一旦在能量转化效率和稳定性方面取得进一步突破，将极大地改变目前的能源结构，引发一场新的能源革命。

目前通过优化设计合成新型的聚合物给体材料和富勒烯衍生物受体材料以及优化活性层中给受体的微相分离结构，使本体异质结聚合物太阳电池光电转化效率已经超过10%，接近非晶硅电池的水平。但是，在传统的本体异质结聚合物太阳电池中，阳极ITO的功函数较低（4.7 eV），导致其不能与大多数共轭聚合物光伏材料的最高占据分子轨道能级（5.0 eV 左右）所匹配。所以人们便常选择PEDOT:PSS做为阳极修饰层，用以提高阳极的功函数，从而增加太阳电池收集空穴的能力。不足的一点是PEDOT:PSS本身具有一定的酸性，长期使用后会腐蚀阳极ITO，使阳极界面不稳定，最终降低太阳电池的长期稳定性。因此，用高功函数的中性溶液来制备阳极修饰层越来越引起人们的关注。

乙酰丙酮铬为紫色结晶性粉末，不溶于水，易溶于甲苯、氯苯、二氯苯、和异丙醇等有机溶剂。其二氯苯溶液根据溶液浓度不同分别为无色液体到浅青紫色液体。熔点为212℃，分子式为C₁₅H₂₁CrO₆，分子量为349.36，其结构如式（Ⅰ）所示。我们首次将乙酰丙酮铬作为阳极修饰层应用于聚合物太阳电池中，表现出优异的光伏性能。

式（Ⅰ）

发明内容:

针对上述现有的传统本体异质结聚合物太阳能电池中，阳极的功函数不能与大多数共轭聚合物光伏材料的最高占据分子轨道能级匹配，而常被用做为阳极修饰层的材料PEDOT:PSS影响太阳电池的长期稳定性等技术难题，提供一种聚合物太阳能电池阳极修饰材料。

一种聚合物太阳能电池阳极修饰材料，所述阳极修饰材料为乙酰丙酮铬，其通过溶液加工的方法将乙酰丙酮铬溶液加工在透明导电电极之上形成乙酰丙酮铬膜，然后经热退火、紫外臭氧处理，得到阳极修饰层。

所述乙酰丙酮铬膜的厚度为10 -500?。

所述乙酰丙酮铬溶液的溶剂为氯苯、二氯苯、甲苯、三氯甲烷、乙醇、异丙醇中一种或一种以上。

所述乙酰丙酮铬溶液的浓度为1 - 10 mg/ml

所述溶液加工的方法的方法为旋涂，旋涂的转速为1000 - 6000 rpm。

所述热退火的温度为20-250℃，时间为1分钟到24小时。

本发明的有益效果为：在聚合物太阳能电池中引入乙酰丙酮铬作为阳极修饰材料，提高了ITO的功函数，实现了空穴的高效收集；与现有的PEDOT：PSS相比，本发明还具有修饰层不腐蚀阳极、光电转换效率高、工艺简单，成本低廉，实验重复性好、适合于大规模工业化生产等特点。

附图说明

图1为ITO/乙酰丙酮铬/P3HT:PC₆₀BM/Ca/Al的电流-电压特性曲线。